道路桥梁施工中混凝土裂缝的原因及对策

发表时间:2021/8/11   来源:《工程建设标准化》2021年36卷9期   作者:武祖国
[导读] 目前随着我国经济的不断发展,
        武祖国
        北京城建道桥建设集团有限公司  北京   100000
        摘要:目前随着我国经济的不断发展,道路桥梁工程建设规模和数量都呈现上升趋势,混凝土作为工程中最常见的材料之一,加强对混凝土工程的质量控制,能够为道路桥梁整体质量提供强有力保障。本文对道路桥梁施工中混凝土裂缝的原因进行了分析,并提出了相应的解决对策。
        关键词:道路桥梁;混凝土裂缝;形成原因;解决对策
        道路桥梁工程的质量控制有着重要作用,直接影响其使用寿命以及人们的生命财产安全,在施工时要采用正确的管理办法。混凝土工程作为道路桥梁中的核心环节,需要引起施工人员的充分重视,就目前情况来看,在混凝土施工中,容易受到温度、材料质量等各方面因素的影响,产生裂缝问题。如何解决裂缝问题,为工程质量提供保障,是需要思考和灌注的重点。因此,对道路桥梁施工中混凝土裂缝问题进行分析具有重要意义。
        1 道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析
        1.1收缩裂缝成因
        在混凝土施工完成后的干燥阶段,其外部和内部水分分布不均匀,和空气接触的部分过度收缩,而内部收缩较少,在这种情况下,混凝土表层会受到过大的收缩拉力,这也是收缩裂缝出现的主要原因所在。
        1.1.1收缩裂缝的种类
            (1)塑性裂缝。在混凝土浇筑工作完成后,其材料会发生剧烈的化学反应而后大量散热,这一过程会加快水分流失;在混凝土的凝固阶段,重量大的骨料会沉淀,如果在下沉时遇到钢筋,会顺着钢筋的方向形成塑性裂缝。(2)干缩裂缝。混凝土在硬化阶段,其表面和内部水分流失速度相差过大,内外部产生了不均匀的收缩;在完全干燥后,混凝土体积会发生变化,进而出现龟裂。
        1.1.2裂缝成因
        (1)混凝土收缩性裂缝出现的最主要原因就是水泥强度,以及用量,要根据工程特点来合理选择水泥材料的类型。例如地热水泥有着较强的收缩性,而火山灰质硅酸盐水泥的收缩性就比较差,要根据实际情况选择。再例如低等级强度的收缩应力会随着用量的增加而变大,当收缩时间过长时,裂缝也会变多。(2)在施工中,混凝土水灰比也是需要重点考虑的因素,当水灰比超过一定范围时,其含水量的增加,会加大裂缝问题出现的概率;(3)如果混凝土振捣环节没有进行合理控制,振捣不均匀、时间过短,也容易产生收缩裂缝。
        1.2温度裂缝成因
        温度是最容易引起裂缝的因素,在混凝土工程完成后的养护阶段,其内外部温差过大,或是受到周围环境的影响,从而出现温度裂缝,且当外部环境越极端时,温度裂缝也就越严重。产生这一问题的主要原因如下:(1)大部分道路桥梁工程都建设在露天环境中,受到太阳暴晒影响,部分地方的温度会高于混凝土的其他部位,使混凝土内部温度出现非线性分布,产生温度裂缝;(2)在工程进行时受到外部环境的影响,比如我国南方地区温度较高,或是在降水量较为充沛的地区,混凝土表面温度变化较快,内外温差过大;(3)在低温情况下施工时,没有做好保温措施;在大体积混凝土浇筑完成之后,如果厚度在2m以上,就会受到水泥水化放热的影响,产生温度裂缝。
        1.3沉降裂缝成因
        当混凝土竖向受力不均匀,或是在水平位置发生了移动时,加大其结构内部的附加应力,如果这种作用力超过了一定范围,就会产生沉降裂缝,具体原因如下:(1)在工程开展之前,有关人员并没有对现场进行全面考察,例如在遇到软土地基时,没有根据地基的类型来正确进行处理,为工程带来质量隐患;或是道路桥梁工程跨度较大,不同地区地质条件压缩性的差异也会引起不均匀沉降;(2)在施工时并未考虑到地下水因素,或是路桥表面长期受到雨水冲刷,引起混凝土的沉降。
        1.4施工质量裂缝成因
        除了自然环境、材料等因素之外,施工工艺选择不合理、施工现场管理力度不足等,都是引起混凝土裂缝的主要因素。(1)混凝土振捣环节并未严格按照要求进行,蜂窝、麻面问题得不到解决,施工人员工作态度不端正,埋下了裂缝的隐患;(2)混凝土运输距离、运输时间过长,水分流失严重;(3)混凝土浇筑的间隔时间控制不到位;(4)模板的刚度不足;或是提前拆模等,都会产生裂缝。
        2 道路桥梁施工中混凝土裂缝的应对措施
        2.1严格把控材料质量关
        材料质量是道路桥梁工程质量的决定性影响因素,想要确保工程质量符合要求,就要严格把控材料关卡。要根据工程的特点,以及对混凝土强度、韧性的要求来进行选择,避免水泥等级过低而导致的裂缝和质量问题。在采购环节,一方面要以低的成本购入,另一方面还选择口碑好、信誉高、质量有保障的原材料供应商,并确保各材料具备出厂合格证明。要尽可能减少混凝土材料运输的时间和距离,避免长时间运输对其强度造成影响;在运送到达现场后,对其进行抽样检查,核对其规格和数量是否符合要求。
        2.2改进施工方法
        路桥结构的稳定性和强度,是衡量其质量的重要参考标准,否则就会严重威胁到人们的生命财产安全。当前我国基础设施建设不断完善,也有越来越多先进技术被广泛应用到道路桥梁工程中,在施工之前,有关人员要分析工程特点和重难点,结合路桥的受力情况,选择最佳施工方式,从源头上避免混凝土裂缝问题的出现。混凝土材料和道路桥梁都有一定的使用年限,在长期受到车辆碾压、雨水冲刷之后,其使用寿命会大受影响,可在施工结束后在其表面涂刷保护层,从而提升其强度。另外,为了保护钢筋内部结构,减少腐蚀,尽量使用小直径的钢筋并调整好间距,保证钢筋编制质量,提升其稳定性和耐用性。
        2.3优化材料配比
        道路桥梁混凝土的裂缝控制,不仅需要加强材料质量的把控,更要关注不同材料的配合比问题,当各种材料配比之间出现问题时,就容易产生裂缝,带来安全隐患。施工人员要严格按照技术规范进行配比,粉煤灰作为常见的材料之一,在混凝土搅拌中添加一定的粉煤灰,可减少水泥用量,也可让混凝土成品更具有润滑度。不仅如此,粉煤灰还能够作为修补混凝土裂缝的重要材料之一,为工程质量提供强有力的保障。为了满足不同情况下工程的需求,可以按照要求在混凝土拌和过程中加入不同的外加剂,但要控制其比例,如此一来可有效提升混凝土强度。


        2.4混凝土施工温度控制
        前文分析温度是造成混凝土裂缝的主要原因之一,想要避免裂缝的产生,保证施工时混凝土温度在合适范围内,是重要手段,确保其内部和外部温差不要过大,科学进行控制。在混凝土施工时,尽量避开午后以及炎热的夏天,避免天气温度过高,或温差过大为其质量带来的负面影响;当气候环境较为恶劣时,在必要的情况下可以暂停施工。此外,在室外进行混凝土浇筑时,可以设置遮阳棚,避免阳光对混凝土材料直接照射,以防其温度过高。混凝土拌和、混凝土搅拌阶段,都要安排工作经验丰富、专业水平较高的施工人员,保证各流程中混凝土温度都能够在合理范围之内。
        2.5沉降裂缝的预防
        沉降裂缝的预防十分重要,除了需要加强对原材料的把控之外,还要合理安排施工人员,要确保各项工作都能够在规章制度的要求下进行。施工单位可建立完善的管理方案,从制度层面对人员行为进行约束,端正其工作态度,对各施工环节出台具体的指导文件,降低施工失误。沉降裂缝的控制,最关键的在于事先做好准备工作,让施工人员深刻意识到预防的重要性,在各阶段工程开展之前,需要对施工人员进行培训,组织其学习和混凝土施工工艺,以及裂缝防治的有关知识。加强对不同类型地基处理方法的掌握,要能够正确应对冻土以及其他情况。
        2.6做好后期养护工作
        混凝土施工完成并不代表所有工程已经结束,而是还要继续对其进行养护,例如在其表面喷水就是常见的养护方法之一,目的是为了保证表面的湿润,防止裂缝的出现。气温、湿度对混凝土的凝结也会造成影响,要考虑到不同材料在不同环境中的特点,根据其凝结时间的不同,进行正确操作。在混凝土施工完成后,要安排专业的施工人员,对其凝结过程进行观察,当发现有回缩、塌陷等情况时,及时进行补救;保证混凝土表面湿润,防止内外部温差过大;也可以利用带水的棉布覆盖在表面,以免受到太阳的直接照射。
        2.7做好裂缝修复处理
        质量检测工作需要在混凝土浇筑完成之后进行,当发现有裂缝存在时,可利用特殊材料进行填补和修复。质检人员可事先制定工作计划和方案,将裂缝和质量问题划分为多个等级,在确定了裂缝的尺寸和深度之后,合理采用加固法、表面修补法、灌浆修补法等多种方法。结构加固就是增加混凝土结构的横截面积,在其表面或内部设置支点,增加结构的强度。表面修补法从字面意思来看,就是利用水泥浆或其他材料,在混凝土表面和裂缝处进行涂抹,起到修复漏洞的作用。嵌缝法就是在混凝土裂缝处进行开槽处理,将封堵材料填充到裂缝中;灌浆修复法和嵌缝法的原理类似,就是将浆液填充到裂缝中,可以使用聚氨酯、甲基丙烯酸酯、环氧聚合物等材料。
        2.8加强施工过程的控制
        在混凝土搅拌和振捣环节,要保证混凝土温度在合适范围内,根据施工特点来安排专业人员,严格控制混凝土入模振捣的时间、移动速度和距离,保证振捣的均匀性和连续性,确保上层振捣混凝土施工造成的裂缝密实,避免出现漏振或振捣过度的问题。随后的浇筑环节,要尽量保证浇筑能够一次性、不间断的完成,且在所有工序结束后,对搅拌混凝土进行覆盖。为了避免出现裂缝问题,还可以在混凝土中加入少量膨胀剂,如此一来,可能够增加混凝土体积,减少大体积混凝土开裂现象的发生。
        2.9加强对人员的培训
        道路工程的最终落实者是施工人员,其综合素质和专业能力,会对工程质量造成直接影响,想要有效控制混凝土的裂缝问题,建设单位要强化技术培训。在每一阶段的工程开展之前,都要将技术人员、施工人员组织起来,让其在了解工程重难点的基础上,合理应用施工工艺。首先,当前我国科学技术发展迅速,越来越多先进技术在路桥工程中都得到了广泛应用,施工人员要掌握不同技术的操作方法,为混凝土工程施工提供保障。其次,施工人员要了解不同水泥材料的特性和应用场景,并根据工程特点合理进行选择,以免出现材料质量部满足整体施工和技术设计要求的情况。第三,施工人员要端正工作态度,加强对每一环节的质量控制,在混凝土施工中,做好事前准备和规划、事中质量控制以及事后的养护工作,严格把控细节,这是提升道路桥梁混凝土工程施工质量的重要手段。最后,为了提升施工人员工作积极性,还可以制定奖惩制度和绩效考核措施,将裂缝问题作为考核重点内容,当出现裂缝或其他质量问题时,对相关负责小组和个人进行严厉处罚,起到警示作用。从以上各个角度出发,能从施工技术、工作态度等多个方面提升人员综合素质。
        结语:
        总而言之,当前我国道路桥梁工程建设数量不断提升,混凝土作为最常见的材料,在各种类型的工程中得到了广泛应用,但是就目前情况来看,受到温度、地质条件、自然环境等各方面因素的影响,混凝土裂缝问题依然时有发生。施工人员要对裂缝问题出现的原因进行深入分析,制定针对性的解决对策,严格把控材料质量关;改进施工方法;严格按照要求来进行材料配比;加强对混凝土施工温度的控制;做好沉降裂缝的预防工作;在混凝土工程施工完成后,加强后期保养;做好裂缝的修复处理。随着现场处理施工工艺水平的提升,混凝土裂缝问题也会逐步得到解决,从而推动我国道路桥梁建设事业的可持续发展。
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